(57)【要約】  ボイドの発生を低減することができる鉛フリーはんだ及びそれを用いた密着性、接合強度、加工性に優れた接合用部材の提供。  Ｓｎ：０．１〜３％、及び／又は、Ｂｉ：０．１〜２％、残部Ｉｎと不可避不純物からなる組成を有し、はんだ付け時のボイド発生の抑制に効果のある鉛フリーはんだ合金である。この鉛フリーはんだ合金を溶融し、金属基材を浸漬し、溶融した鉛フリーはんだ合金と金属基材とに超音波振動を加えることによって、金属基材の表面に、鉛フリーはんだ合金層を形成して接合用部材とする。この接合用部材を介してヒートシンクとパッケージとをフラックスの存在下でリフロー加熱してはんだ付けする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｓｎ：０．１〜３％、および／または、Ｂｉ：０．１〜２％、残部Ｉｎおよび不可避的不純物からなる化学組成を有することを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
【請求項２】
金属基材と、該金属基材の少なくとも接合領域に形成される鉛フリーはんだ合金層とを備え、該鉛フリーはんだ合金層は請求項１に記載された化学組成を有することを特徴とする接合用部材。
【請求項３】
前記金属基材は、Ｃｕ含有量が９５質量％以上である化学組成を有する請求項２に記載された接合用部材。
【請求項４】
金属基材を、請求項１に記載された化学組成を有するとともに溶融状態にある鉛フリーはんだ合金に浸漬することによって、該金属基材の少なくとも接合領域に鉛フリーはんだ合金層を形成することを特徴とする接合用部材の製造方法。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載された接合用部材と、該接合用部材における前記接合領域に当接して配置される第１の部材および第２の部材とを備え、前記第１の部材および前記第２の部材は、前記接合用部材、前記第１の部材および前記第２の部材をフラックスの存在下でリフロー加熱することによって、前記接合用部材を介して接合されることを特徴とする電子部品。
【請求項６】
前記接合用部材と、前記第１の部材および前記第２の部材との接合部における下記ボイド率が３３．０％以下である請求項５に記載された電子部品。
ボイド率：５ｍｍ×５ｍｍの無電解ニッケル金めっきランドにフラックスを塗布し、厚さ１００μｍ、５ｍｍ×５ｍｍのシートのはんだ合金を挟み込み、ピーク温度１６０℃のリフロープロファイルで加熱した後に、東芝ＩＴ社製のＸ線観察装置トスミクロン・６０９０ＦＰを用いて、ランド面積に対するボイド面積の割合を三回測定し、三回の測定値の平均値である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛フリーはんだ合金、接合用部材及びその製造法、並びに電子部品に関し、具体的には、はんだ接合部におけるボイドの発生を低減することができる鉛フリーはんだ合金と、この鉛フリーはんだ合金を用いた接合用部材及びその製造法と、この接合用部材を用いた電子部品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の軽量化、薄型化さらには小型化が推進される。特に、半導体パッケージ（以下「パッケージ」という）の小型化及び高密度化が、電子部品の多機能化の推進により、追求される。このため、例えばＢＧＡ等のパッケージからの発熱量は増加傾向にある。このため、パッケージの放熱性を高めることがさらに求められる。【０００３】
例えばＡｌ製のヒートシンクや放熱用フィンといった、熱を外部へ伝達するための放熱用部材が、パッケージの放熱性を高めるために、多用される。放熱用部材とパッケージとは、これらの間にグリースを塗布すること、または、放熱用のシートやシール等を介してパッケージに放熱用部材を貼着すること等によって、接合される。これらの手段による接合は、金属的な接合よりも、耐熱性、接合強度さらには密着性の点で劣る。放熱用部材とパッケージとは、はんだ等によって金属的に接合されることが望ましい。【０００４】
近年、Ｐｂはんだ（例えばＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ）の使用は、環境汚染防止のために、規制される。このため、パッケージのバンプに使用されるはんだは、鉛を含有しない鉛フリーはんだに代替されつつある。鉛フリーはんだが用いられるパッケージと、上述した放熱用部材とを、鉛フリーはんだのリフロープロファイルでフラックスを用いてリフロー加熱して接合することが可能であれば、放熱用部材とはんだバンプがそれぞれはんだ付けされる。実装工程上、一度の熱的負荷により、はんだ接合が達成されるため、パッケージの反りやバンプの再溶融といった熱的負荷による製造工程上の問題の発生は、最小限に抑制される。【０００５】
ここで、インジウムは、溶融温度が１５６℃と低く、熱伝導性も良好であり、さらに環境汚染のおそれも低い。このため、インジウムを用いて二つの部材を接合することが特許文献１〜３に開示される。【０００６】
インジウムからなる鉛フリーはんだ合金（Ｉｎ含有量が実質的に１００質量％）は、優れた延性を有する。インジウムからなる鉛フリーはんだ合金からなる小片を、放熱用部材とパッケージとの間に介在させれば、熱負荷により接合面に生じる凹凸への追従性が高く、樹脂等による接合の際に不可避的に発生する部材の剥離を、回避できることが期待される。【０００７】
しかし、Ｉｎからなる鉛フリーはんだ合金には、（ａ）軟らか過ぎるためには、小片への打ち抜き加工や圧延加工により所望の形状に成形し難いこと、（ｂ）耐衝撃性の確保のために、小片の厚みを１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ確保する必要があるため、電子部品の小型化や薄型化を阻害するとともに、はんだ接合時には溶融した鉛フリーはんだ合金が接合箇所以外に染み出してパッケージの絶縁性を損ない、回路のショートを引き起こすことという問題がある。【０００８】
このため、この鉛フリーはんだ合金によるはんだ接合は、例えば、（ｉ）Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ等の熱伝導性が良好な金属基材の表面にフラックスを塗布し、（ｉｉ）この基材を溶融はんだに浸漬する溶融はんだめっき法（ディップ法）によって、金属基材の表面に鉛フリーはんだ合金層を形成して接合用部材とし、（ｉｉｉ）この接合用部材を、放熱用部材とパッケージとの間に介在させてフラックスの存在下でリフロー加熱することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０２０１４３号公報
【特許文献２】特表２００２−５４２１３８号公報
【特許文献３】特開２００１−２３０３４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らが検討した結果、Ｉｎからなる鉛フリーはんだ合金層を有する接合用部材を、放熱用部材とパッケージとの間に介在させて、リフロー加熱すると、放熱用部材又はパッケージと接合用部材との接合部の内部にボイドが多量に発生し、これにより、接合部の接合強度や、放熱用部材とパッケージとの密着性が不足することが判明した。【００１１】
また、接合用部材の製造には通常フラックスを使用する。このため、はんだ層中に不可避的に残存するフラックスの残渣に起因して、接合部の内部におけるボイドの発生がさらに誘発されることも判明した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下に列記する知見を得て、本発明を完成した。
（ｉ）少量のＳｎ、Ｂｉを単独で、又は複合して添加したＩｎを主成分とする鉛フリーはんだ合金は、Ｉｎが本質的に有する延性を損なうことなく、Ｓｎ、Ｂｉの作用によってはんだ接合時に良好な濡れ性が発揮される。これにより、上記の鉛フリーはんだ合金は、はんだ接合部におけるボイドの抜け性を向上でき、接合部の内部に残留するボイド量を低減できる。
（ｉｉ）溶融した上記の鉛フリーはんだ合金に金属基材を浸漬し、溶融した鉛フリーはんだ合金及び金属基材に超音波振動を与えることによって、金属基材の表面に熱電導性に優れた鉛フリーはんだ合金層を、フラックスを使用することなく、充分な密着性を維持して形成できるために、望ましい。【００１３】
本発明は、Ｓｎ：０．１〜３％（本明細書では特に断りがない限り化学組成に関する「％」は「質量％」を意味する）、および／または、Ｂｉ：０．１〜２％、残部Ｉｎおよび不可避的不純物からなる化学組成を有することを特徴とする鉛フリーはんだ合金である。【００１４】
別の観点からは、本発明は、金属基材、望ましくはＣｕ含有量が９５％以上である化学組成を有する金属基材と、この金属基材の少なくとも接合領域に形成される鉛フリーはんだ合金層とを備え、この鉛フリーはんだ合金層が上記のいずれかの化学組成を有することを特徴とする接合用部材である。【００１５】
この接合用部材は、金属基材の表面に鉛フリーはんだ合金層を備えるため、薄型化を図ることができるとともに、さらに小片状への打ち抜き加工や圧延加工の際の形状保持性も良好であり、優れた量産性及び加工性を有する。【００１６】
別の観点からは、本発明は、金属基材を、上記の化学組成を有するとともに溶融状態にある鉛フリーはんだ合金に浸漬すること、望ましくは、金属基材を鉛フリーはんだ合金に浸漬した後に金属基材および鉛フリーはんだ合金に超音波振動を与えることによって、この金属基材の少なくとも接合領域に鉛フリーはんだ合金層を形成することを特徴とする接合用部材の製造方法である。これにより、金属基材の表面に熱電導性に優れた鉛フリーはんだ合金層を、フラックスを使用することなく、充分な密着性を維持して形成できるので、はんだ層中にフラックスの残渣が残存することに起因したボイドの発生を軽減できるとともに、フラックスがハロゲン化物を含有することに起因した環境対策や廃水処理対策を講じる必要が解消される。【００１７】
さらに別の観点からは、本発明は、上述した本発明に係る接合用部材と、この接合用部材における接合領域に当接して配置される第１の部材（例えば、プリント配線基板に搭載したＢＧＡ等のパッケージ）および第２の部材（例えば放熱用部材）とを備え、第１の部材および第２の部材が、接合用部材、第１の部材および第２の部材をフラックスの存在下でリフロー加熱することによって、接合用部材を介して接合されることを特徴とする電子部品である。【００１８】
これにより、第１の部材及び第２の部材が金属製の本発明に係る接合用部材を介して接合されるとともに、上述したようにこの接合用部材は接合部のボイドの発生を抑制できるので、密着性や接合強度に優れた接合を行うことができる。具体的には、接合用部材と、第１の部材および第２の部材との接合部における下記ボイド率が３３．０％以下に抑制されることが例示される。【００１９】
ボイド率：５ｍｍ×５ｍｍの無電解ニッケル金めっきランドにフラックスを塗布し、厚さ１００μｍ、５ｍｍ×５ｍｍのシートのはんだ合金を挟み込み、ピーク温度１６０℃のリフロープロファイルでリフロー加熱した後に、東芝ＩＴ社製のＸ線観察装置トスミクロン・６０９０ＦＰを用いて、ランド面積に対するボイド面積の割合を三回測定し、三回の測定値の平均値である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る鉛フリーはんだ合金によれば、第１の部材及び第２の部材のはんだ接合部におけるボイドの抜け性が優れるために接合部の内部に残留するボイド量を低減できるので、第１の部材及び第２の部材の密着性や接合強度が向上する。【００２１】
本発明に係る接合用部材は、薄型化を図ることができるとともに、さらに小片状への打ち抜き加工や圧延加工の際の形状保持性も良好であり、優れた量産性及び加工性を得られる。【００２２】
本発明に係る接合用部材の製造方法によれば、はんだ層中にフラックスの残渣が残存することに起因したボイドの発生を低減できるとともに、フラックスがハロゲン化物を含有することに起因した環境対策や廃水処理対策を講じる必要性を解消できる。【００２３】
さらに、本発明に係る電子部品によれば、第１の部材（例えば、プリント配線基板に搭載したＢＧＡ等のパッケージ）および第２の部材（例えば放熱用部材）を、接合部のボイドの発生を顕著に抑制しながら、良好な密着性や接合強度で接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電子部品の正面の断面図である。
【図２】リフロープロファイルの一例を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例におけるボイドの発生状況を撮影したＸ線写真である。
【図４】本発明の比較例におけるボイドの発生状況を撮影したＸ線写真である。
【符号の説明】
【００２５】
１  第２の部材
２  鉛フリーはんだ合金層
３  銅基材
４  第１の部材
５  接合用部材
６  電子部品
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る鉛フリーはんだ合金、接合用部材及びその製造方法、電子部品の順に説明する。
1．鉛フリーはんだ合金
鉛フリーはんだ合金の化学組成を、上述したように限定する理由を説明する。
【００２７】
鉛フリーはんだ合金の化学組成が上述した範囲を満足することによって、鉛フリーはんだ合金のはんだ接合時のぬれ性が改善される。これにより、第１の部材及び第２の部材のはんだ接合部におけるボイドの抜け性が向上し、接合部の内部に残留するボイド量が顕著に低減される。このため、はんだ接合される第１の部材及び第２の部材の密着性や接合強度が向上する。
【００２８】
具体的には、Ｓｎ含有量が０．１％未満であると、金属基材であるＣｕ、Ｎｉ、Ａｕとの反応性が低下して接合用部材として要求する機能が発揮されない。また、Ｓｎ含有量が３％超であると接合部のボイド率が所望の程度に抑制されなくなる。そこで、Ｓｎ含有量は、０．１〜３％と限定する。
【００２９】
一方、Ｂｉ含有量が０．１％未満であると、ぬれ性が低下してはんだ付け性が不芳となる。また、Ｂｉ含有量が２％を超えると脆性が確認されてもろくなり、接合用部材を構成することができなくなる。そこで、Ｂｉ含有量は、０．１〜２％と限定する。
【００３０】
また、鉛フリーはんだ合金の化学組成が上述した範囲を満足することによって、鉛フリーはんだ合金が１３０〜１６０℃で溶融するからである。この理由を説明する。
パッケージのバンプに一般的に使用される鉛フリーはんだとして、Ｓｎ−３．５Ａｇ（融点２２１℃、以下の括弧内に記載の温度はいずれも融点である）、Ｓｎ−５Ｓｂ（２３５〜２４０℃）、Ｓｎ−０．７５Ｃｕ（２２７℃）、Ｓｎ−２Ｉｎ（２２4〜２２９℃）、Ｓｎ−５８Ｂｉ（１３９℃）さらにはＳｎ−９Ｚｎ（１９９℃）等の二元合金の他に、これらにさらに添加物を添加した三元以上の合金が知られる。なお、パッケージに使用されるバンプの一部にＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（融点１８３℃）が今後も継続して使用されることも考えられる。
【００３１】
ここで、本発明は、これらのはんだが使用されるパッケージと放熱用部材とを、本発明に係る鉛フリーはんだ合金のリフロープロファイルで加熱することによって接合することを図る。上述の通り、バンプに使用されるはんだには低融点のものもあり、このため、本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、低融点金属であることが望ましい。
【００３２】
その一方で、本発明に係る鉛フリーはんだ合金の融点は、耐熱性を確保するために、ＪＩＳ  Ｃ  ００２５に規定される温度変化試験方法において一般的に用いられる１２５℃以上、さらに実用性を考慮して１３０℃以上であることが必要である。さらに、リフロープロファイルは、一般に、はんだの液相線温度よりもさらに２０℃程度高い温度に設定される。
【００３３】
以上の理由により、本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、１３０℃以上１６０℃以下の温度で溶融するものが望ましい。このため、本発明に係る鉛フリーはんだ合金の化学組成を、上記の如くに限定する。
【００３４】
さらに、鉛フリーはんだ合金の化学組成が上述した範囲を満足すると、Ｉｎが有する優れた熱伝導性及び延性が維持されるのみならず、環境汚染のおそれも低いからである。熱伝導性が良好であることにより、パッケージで発生した熱を放熱用部材に効率的に伝達することができる。また、延性が良好であることにより、熱負荷により接合面に生じる凹凸への追従性が高まり、パッケージ及び放熱用部材の剥離を回避できる。
【００３５】
以上の理由により、本発明に係る鉛フリーはんだ合金の化学組成を、
（ａ）Ｓｎ：０．１〜３％、残部Ｉｎおよび不可避的不純物、
（ｂ）Ｂｉ：０．１〜２％、残部Ｉｎおよび不可避的不純物、又は
（ｃ）Ｓｎ：０．１〜３％、Ｂｉ：０．１〜２％、残部Ｉｎおよび不可避的不純物
と限定する。
【００３６】
なお、上述した特徴を喪失しないことを条件として、本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、Ａｌ：０．０１％以下、Ｎｉ：０．１％以下、Ｃｕ：０．１％以下をいずれか１種以上含有してもよい。Ａｌを０．０１％以下含有することにより、延性の向上が期待される。また、Ｎｉ：０．１％以下、及び／又はＣｕ：０．１％以下含有することにより、はんだ付け性の向上が期待される。
【００３７】
２．接合用部材及びその製造方法
接合用部材は、金属基材及び鉛フリーはんだ合金層を備えるので、これらを順次説明する。
【００３８】
［金属基材］
金属基材は、その一部又は全部に、第１の部材及び第２の部材を接合するための接合領域を有する。金属基材の一方の面の全部又は一部を第１の部材を接合するための第１の接合領域とするとともに、他方の面の全部又は一部を第２の部材を接合するための第２の接合領域とすることが、例示される。
【００３９】
金属基材が、Ｃｕ含有量が９５％以上である化学組成を有する銅基材であることが、高い熱伝導率を有すること、優れた加工性を有すること、及び上記鉛フリーはんだ合金との反応性が良好であることから、望ましい。銅基材の厚みは、接合用部材の強度確保及び薄型化の観点から、０．０５〜０．５ｍｍとすることが望ましい。
【００４０】
なお、金属基材は、上記銅基材以外にも、Ｎｉ基材やＡｕ基材のように、ＳｎやＢｉ、Ｉｎと反応する金属基材であれば、同様に適用できる。
［鉛フリーはんだ合金層］
金属基材の少なくとも上記の接合領域には、鉛フリーはんだ合金層が形成される。この鉛フリーはんだ合金層が上記の化学組成を有する。
【００４１】
鉛フリーはんだ合金層の厚みは、良好なはんだ付け性を確保するために、片面で１５〜６０μｍであることが望ましい。なお、鉛フリーはんだ合金層は、第１の部材、第２の部材との接合に必要な部分のみとなるように、金属基材の両面又は片面に部分的に形成してもよいし、金属基材の両面又は片面に全面的に形成してもよい。
【００４２】
この接合用部材は、金属基材の表面に鉛フリーはんだ合金層を備えるため、薄型化を図ることができるとともに、さらに小片状への打ち抜き加工や圧延加工の際の形状保持性も良好であり、優れた量産性及び加工性を有する。
【００４３】
［製造方法］
接合用部材は、上記の金属基材を、上記の化学組成を有するとともに溶融状態にある鉛フリーはんだ合金に浸漬することによって、製造される。
【００４４】
この浸漬の際には、常法にしたがってフラックスを用いてもよいが、望ましくは、金属基材を鉛フリーはんだ合金に浸漬した後に金属基材および鉛フリーはんだ合金に超音波振動を与えることによって、この金属基材の少なくとも接合領域に鉛フリーはんだ合金層を形成する。
【００４５】
金属基材および鉛フリーはんだ合金に与える超音波振動は、４０ＫＨｚとし、基板とホーン（共鳴体）との間の距離は２ｍｍとすることが例示される。
これにより、金属基材の表面に鉛フリーはんだ合金層を、フラックスを使用することなく、充分な密着性を維持して形成できる。このため、はんだ層中にフラックスの残渣が残存することに起因したボイドの発生が解消されるとともに、フラックスがハロゲン化物を含有することに起因した環境対策や廃水処理対策を講じる必要が解消される。
【００４６】
本発明では、金属基材の素材、厚み、形状、形成する鉛フリーはんだ合金層の組成を適宜変更することによって、接合用部材の特性を自由に変化させることができる。また、金属基材と鉛フリーはんだ合金の反応速度は、金属基材および鉛フリーはんだ合金層それぞれの化学組成の組み合わせに応じて、変動する。しかし、鉛フリーはんだ合金層を形成する際の送りスピード（溶融はんだ槽浸漬時間)、溶融はんだ槽の温度、冷却速度を適宜変更することにより、鉛フリーはんだ合金層の厚みも制御することが可能になる。
【００４７】
以上の手法を用いることにより、接合用部材の特性（例えば耐熱性、密着性、接合強度等）を、接合用部材に要求される様々な特性に応じて、適宜柔軟に変更することができる。
【００４８】
３．電子部品
図１は、本発明に係る電子部品の正面の断面図である。
【００４９】
第１の部材４（例えば、プリント配線基板に搭載したＢＧＡ等のパッケージ）の上に、銅基材３の両面に鉛フリーはんだ合金層２を形成した本発明に係る接合用部材５を載置し、次に、この接合用部材５の上に第２の部材１（例えば、放熱用部材であるＡｌ製のヒートシンク）を載置した。
【００５０】
そして、この状態を保って第１の部材４、第２の部材１及び接合用部材５の全体を、フラックスの存在下でリフロー加熱することによって、第１の部材４及び第２の部材１を、接合用部材５を介して接合した。
【００５１】
リフロープロファイルは、他の面実装部品に対して印刷供給された鉛フリーはんだペーストの合金組成によって異なる。図２は、リフロープロファイルの一例を示すグラフである。
【００５２】
図２のグラフに示す通り、供給された鉛フリーはんだペーストの合金組成が一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系である場合は、ピーク温度２４０℃程度、溶融時間となる２２０℃以上にある時間が４０秒間程度となるリフロープロファイルであることが望ましい。Ｓｎ−Ｂｉ系のような低融点はんだ合金が供給された場合は、ピーク温度１６０℃程度、溶融時間となる１４０℃以上にある時間が４０秒間程度となるリフロープロファイルであることが望ましい。
【００５３】
その結果、第１の部材４及び第２の部材１が金属製の本発明に係る接合用部材５を介して接合されるとともに、上述したようにこの接合用部材５は接合部のボイドの発生を抑制できるので、第１の部材４及び第２の部材１と接合用部材５とが充分な密着性で、かつ高い接合強度で良好に接合された電子部品６が製造される。
【００５４】
具体的には、接合用部材５と、第１の部材４および第２の部材１との接合部における下記ボイド率が３３．０％以下に抑制された。
ボイド率：５ｍｍ×５ｍｍの無電解ニッケル金めっきランドにフラックスを塗布し、厚さ１００μｍ、５ｍｍ×５ｍｍのシートのはんだ合金を挟み込み、ピーク温度１６０℃のリフロープロファイルでリフロー加熱した後に、東芝ＩＴ社製のＸ線観察装置トスミクロン・６０９０ＦＰを用いて、ランド面積に対するボイド面積の割合を三回測定し、三回の測定値の平均値である。
【００５５】
なお、本発明は、金属基材にはんだを被覆した部材である。実際にこの部材がヒートシンク等と接合される際は、はんだとヒートシンクへ処理されためっきとが反応する。このため、厚さ１００μｍ、５ｍｍ×５ｍｍのシートのはんだ合金を用いる上記の評価方法によっても、本発明の効果は充分に再現される。
【００５６】
本発明に係る接合用部材は、予め適宜形状に成形された金属基材を、本発明に係る鉛フリーはんだ合金を溶融させた溶融はんだ槽中に浸漬し、溶融はんだと金属基材とに超音波振動を加えて鉛フリーはんだ合金層を形成することによって、作成してもよい。
【００５７】
また、金属基材に鉛フリーはんだ合金層を形成した後に、この金属基材に打ち抜き等の成形加工を行ってもよい。これにより、例えば、ペレットやワッシャーといった形状に接合用部材を成形することも可能であり、ＢＧＡ等、周囲の形状に合わせて成形加工することが可能である。さらに、接合用導電性テープに加工して用いることもできる。
【００５８】
本発明は、放熱用部材の接合だけではなく、フラックスを用いないので金属基材の表面に鉛フリーはんだ合金層を形成できるので、フラックスを用いることを避けたい半導体部品の内部での部材の接合等にも適用できる。
【実施例１】
【００５９】
以下、本発明の実施例を表１及び図３に示すとともに、本発明の比較例を表１及び図４に示す。【００６０】
【表１】
2011027820.tif 000003
【００６１】
はんだ溶融温度は、示差熱分析計を用いて測定した。装置はセイコーインスツルメンツ社製・ＤＳＣ６２００を用いた。昇温速度は５℃／ｍｉｎとし、測定サンプル重量は１０±１ｍｇとした。固相線温度は、示差熱分析の加熱曲線の吸熱ピーク開始点とし、液相線温度は示差熱分析の加熱曲線の吸熱ピーク終了点とした。また、温度可否については、本解析の結果から、はんだの固相線温度が１３０℃以上であって液相線温度が１６０℃以下であるものを○とし、それ以外を×とした。【００６２】
ボイド率は、上述した方法で測定した。なお、フラックスの塗布は、厚さ１００μｍのメタルマスクを使用した印刷による供給方法であるため、塗布量は全ての試料において一定であった。【００６３】
Ｒｖ＝Ｓｖ／Ｓｌ×１００       Ｒｖ：ボイド率（％）
Ｓｖ：ボイド面積の和
Ｓｌ：ランド面積（２５平方ミリメートル）
表１、図３及び図４から明らかなように、本発明に係る鉛フリーはんだ合金は、融点が１３０〜１６０℃であるため、１６０℃ピークのリフロープロファイルで十分な溶融性を有することが分かる。【００６４】
また、鉛フリーはんだ合金層と接合する部材との密着性、あるいは熱伝導性を考慮すると、接合部のボイドは少ないことが望ましく、鉛フリーはんだ合金のＣｕに対する良好な濡れ性が必要となる。Ｂｉ、Ｓｎは、鉛フリーはんだ合金のＣｕへの濡れ性を向上させるため、Ｂｉ、Ｓｎを添加することにより、ボイド率が低下した。【００６５】
なお、比較例７、８は、融点が１３０〜１６０℃の範囲に入らなかったため、ボイド率の算出は行わなかった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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